Nanoantibióticos combaten a las bacterias resistentes

Los nanoantibióticos se presentan como una alternativa significativa  para defendernos de las bacterias resistentes a los medicamentos cuando los antibióticos convencionales fallan. Este nuevo campo abarca una plétora de combatientes de patógenos nanoestructurados como: nanoportadores cargados con antibióticos, nanopartículas de metal u óxido metálico, nanopartículas compuestas orgánico-inorgánicas, grafeno u óxido de grafeno, nanotubos de carbono, dendrímeros, micelas autoensambladas, micelas unimoleculares, nanoestructuras supramoleculares y cepillos moleculares de polímeros. A pesar de las diferencias individuales atribuidas a los comportamientos antimicrobianos entre los diferentes nanoantibióticos, comparten la similitud de tener al menos una dimensión físicamente confinada en la nanoescala (1 – 100 nm). 

Crédito: H. Liang y col. Nature Communications

Muchas actividades antimicro-bianas informadas de los nano-antibióticos presentan como inconveniente su toxicidad vinculada con la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS), la liberación de iones de metales pesados y el aumento del área de superficie hidro- fóbica específica, que ayudan a matar las bacterias pero también atacan y debilitan las células de los mamíferos.
En el artículo Hydrophilic nano-particles that kill bacteria while sparing mammalian cells reveal the antibiotic role of nanostructure, publicado el 11 de enero en Nature Communications, investigadores del Texas Tech University Health Sciences Center estudian la actividad antimicrobiana y la citotoxicidad de una serie de cepillos poliméricos unidos a nanopartículas (NPPB, nanoparticle-pinched polymer brushes) que consisten en nanoesferas de sílice químicamente inertes de diámetros sistemáticamente variados entre 7–270 nm insertas covalentemente en polímeros hidrofílicos de cadena lineal sin propiedades tóxicas ni bactericidas. Los autores demuestran como las propias nanoestructuras tienen el potencial de alterar radicalmente la forma en que los polímeros de cepillo de cadena lineal hidrofílica interactúan con las bacterias, lo que transforma los NPPB en potentes antibióticos sin cambiar su postura benevolente sobre las células de mamíferos. El tamaño umbral experimental debajo del cual la actividad antimicrobiana adquirida de NPPB se intensifica significativamente para las nanoesferas de sílice es de 50 nm, con un tamaño óptimo de 10 nm. En su conjunto, el artículo, arroja luz sobre la nanoingeniería como un enfoque viable para desarrollar nanoantibióticos que eliminen selectivamente las bacterias al entrar en contacto pero que no sean tóxicos para las células de los mamíferos. Estos descubrimientos son importantes porque el uso de nanoantibióticos para matar bacterias evade todos los mecanismos conocidos de resistencia bacteriana, además, constituyen un modelo para de desarrollo de nuevos antibióticos capaces de matar a las bacterias por contacto, pero que seguirán siendo amigables con los humanos porque se producen utilizando ingredientes no tóxicos y respetuosos con el medio ambiente.

Lectura complementaria:

Hydrophilic nanoparticles that kill bacteria while sparing mammalian cells reveal the antibiotic role of nanostructure.